髋臼记忆内固定系统治疗髋臼横断骨折的三维有限元分析

目的:研究髋臼三维记忆内固定系统(ATMFS)治疗髋臼横形骨折及其产生的动态记忆应力促进骨愈合的生物力学基础。方法:利用计算机仿真三维有限元技术,对以记忆合金ATMFS固定髋臼横断骨折的生物力学行为进行模拟,BaⅡ型三维有限元模型共划分2520个结点,7946个单元;CⅢ型三维有限元结构共划分1667个结点,6 332个单元,单元采用TET 4单元;髋臼有限元模型共划分113028个单元,结点数为19348。结果:①BaⅡ型和CⅢ型接骨器固定髋骨后,变形最大的加压部第1结构主应力BaⅡ型最大值分别为224.5 MPa和-34 MPa,其维持纵向的动态记忆持骨力196 N;CⅢ型最大值分别为224.5 MPa和-34 MPa,其维持轴向的动态记忆加压力为125.05 N,二者皆远小于其屈服强度。②被固定髋骨应力分布均匀,各结点所受应力主要为正应力;髋臼底主要为压应力,近髋臼边缘处及髋臼前角部分为张应力。③骨折断面以压应力为主,最大压力峰值5.93 MPa,最大张力0.164 MPa,压应力主要通过皮质骨传递(约1.46 MPa),约为松质骨断面应力(约0.242 MPa)的7倍。结论:ATMFS有良好的耐疲劳与重复使用性,其固定后产生的动态记忆加压应力场,有利于固定髋臼横断骨折的稳定。